בموازاة עם ההתקדמות של טכנולוגיית האלקטרוניקה, סליליות בגודל קטן וביצועים גבוהים משמשות ביתר תחומים במכשירים אלקטרוניים שונים. בין היתר, הסליליות המולטות עם אלקטרודות תחתונות, עם מבנהן הקטן, אמינותן הגבוהה והביצועים המוצלחים שלהן הפכו לרכיב מועדף במערכות אלקטרוניות צפופות ובעלות תדר גבוה. הביצועים הכוללים שלהן עולים על אלו של סליליות ש principalColumn מסורתיות, במיוחד ביישומים המחפשים מיניאטוריזציה, אמינות גבוהה ו-EMI נמוך. 글 מחזה זה יפרט את היתרונות ואופן בחירת המוצר של סליליות מולטות עם אלקטרודות תחתונות, במטרה לספק הפנייה למפתחי מערכות חשמל.
1- יתרונות של סליליות מולטות עם אלקטרודות תחתונות
סלילים מודללים מגיעים בשני סוגים: אחד המשתמש באלקטרודות מסוג L והשני משתמש באלקטרודות תחתונות. הסליל המודלל של הכוח עם אלקטרודות תחתונות משתמש בתהליך מיזוג חדש, שמאפיין אותו הוא חיבור הסליל ליבת הפיתול כיחידה אחת והצבת האלקטרודות בתחתית, ובכך מושגת אינטגרציה גבוהה יותר ואופטימיזציה של הביצועים.
איור 1. מבנה סליל מודלל של כוח עם אלקטרודות תחתונות
היתרונות של סליל מודל עם אלקטרודה תחתונה באים לידי ביטוי בעיקר בתחומים הבאים:
◾ שדרוג ואינטגרציה בצפיפות גבוהה: ניתן להפחית את השטח על לוח המעגל המודפס (PCB) ולהגביר את צפיפות ההתקנה. בהשוואה לסלילים מסורתיים מוקפים בחוט, לסלילים מודללים של כוח עם אלקטרודות תחתונות יש נפח קטן יותר, מה שהופך אותם למתאימים במיוחד למכשירים ניידים עם מגבלות מקום ולמודולי כוח בעלי צפיפות גבוהה.
התנגדות DC נמוכה (DCR): על ידי אופטימיזציה של שיטת ליפוף הסליל ותכנון האלקטרודה, המשרן יכול להשיג DCR נמוך יותר, ובכך להפחית אובדן הספק ולשפר את יעילות ההמרה (מצטיין במיוחד בתרחישים של מתח נמוך וזרם גבוה).
◾ אמינות גבוהה: קצה הסליל מתכופף ויוצר עמידה עם אבקת ליבה T, מה שמייצר אלקטרוד תחתון מוצק. זה מגביר את עוצמת הלפיתה של הפחמן ומבטל את הצורך בטרמינלים מחוברים נוספים, מונע סיכון של מעגל פתוח ומשפר את אמינות המוצר.
בתור טכנולוגיית סליל כוח חדשה מסוג מולט, הסוג עם האלקטרודה התחתונה מציג יתרונות משמעותיים במבנה המוצר, ביצועים חשמליים ויישומים. הוא בשימוש נרחב בתחומים כמו ממירי DC-DC לרכב, מערכות ADAS, מודולי כוח, מקורות כוח מתחלפים בתדר גבוה, נהגי מנוע, ממירי שמש וציוד תקשורת.
2- מדריך בחירה לסיכות כוח מולטים עם אלקטרודות תחתונות
Codaca פיתח סלילונים עם מאפיינים שונים של חומרים כדי להתאים לגישות יישום שונות של לקוחות. כדי לעזור ללקוחות לבחור את הסלילון החשמלי המתאים ביותר, להלן מודלים מייצגים של סלילוני Codaca תעשייתיים בעלי אלקטרודות תחתונות ומבנה מוזרק — CSEG, CSEC, CSEB, ו-CSEB-H — עם השוואה של המאפיינים החשמליים שלהם.
2.1 CSEG : התנגדות חשמלית נמוכה במיוחד (DCR), אובדן נמוך ביותר בטווח תדרים נמוכים
◾ מבנה שזירה מגנטית: עמידות חזקה בהפרעות אלקטרומגנטיות (EMI).
◾ מבנה מוזרק: רעש קולי נמוך במיוחד.
◾ מאפייני רוויה רכים: עמידות בזרמים גבוהים מאוד.
◾ התנגדות חשמלית נמוכה במיוחד (DCR): זרם Irms גבוה ביותר (זרם על פי עליית טמפרטורה).
◾ משיג את אובדן ההספק הנמוך ביותר בטווח תדרים נמוכים (מתחת ל-700 kHz).
◾ עיצוב דק: חוסך מקום, מתאים להרכבה בצפיפות גבוהה.
◾ טמפרטורת עבודה: -40° צלזיוס עד +125° צלזיוס (כולל تسخינ עצמי של הסליל).
2.2 CSEC : זרם רוויה גבוה, אובדן נמוך ביותר בטווח תדרים גבוהים
◾ מבנה שילוט מגנטי: עמידות חזקה ל-EMI.
◾ מבנה מוזרק: רעש קולי נמוך במיוחד.
◾ זרם רוויה אולטרה-גבוה (Isat).
◾ מאפייני רוויה רכים: עמידות לזרמי שיא גבוהים יותר.
◾ מושג את אובדן הכוח הנמוך ביותר בטווח תדרים גבוה (700 קילוהרץ עד 3 מגהרץ).
◾ עיצוב דק: חוסך מקום, מתאים להרכבה בצפיפות גבוהה.
◾ טמפרטורת עבודה: -40° צלזיוס עד +125° צלזיוס (כולל تسخינ עצמי של הסליל).
2.3 CSEB : טווח רחב של גודל מוצרים ודגם
◾ מבנה שילוט מגנטי: עמידות חזקה ל-EMI.
◾ מבנה מוזרק: רעש קולי נמוך במיוחד.
◾ טווח רחב של גדלים וערכי השראות (גודל מקסימלי 1510).
◾ מאפייני רוויה רכים: עמידות בזרמים גבוהים מאוד.
◾ עיצוב דק: חוסך מקום, מתאים להרכבה בצפיפות גבוהה.
◾ המוצר הסטנדרטי תואם ל-AEC-Q200.
◾ טמפרטורת עבודה: -40° צלזיוס עד +125° צלזיוס (כולל تسخינ עצמי של הסליל).
2.4 CSEB-H : DCR נמוך וזרם עליית חום גבוה
◾ מבנה שילוט מגנטי: עמידות חזקה ל-EMI.
◾ מבנה מוזרק: רעש קולי נמוך במיוחד.
◾ DCR נמוך.
◾ Irms גבוה (זרם עליית חום).
◾ מאפייני רוויה רכים: עמידות בזרמים גבוהים מאוד.
◾ עיצוב דק: חוסך מקום, מתאים להרכבה בצפיפות גבוהה.
◾ המוצר הסטנדרטי תואם ל-AEC-Q200.
◾ טמפרטורת עבודה: -40° צלזיוס עד +125° צלזיוס (כולל تسخינ עצמי של הסליל).
2.5 השוואת פרמטרי ביצועים
הארבעה סדרות של מוליכי זרם מודללים בעלי ביצועים גבוהים שצוינו לעיל פותחו ועוצבו באופן עצמאי על ידי Codaca. כל הסדרות מאופיינות באיכות גבוהה ובמבנה שינור מגנטי, אך לכל סדרה יש יתרונות ביצועים ייחודיים משל עצמה.
טבלה 1. סיכום ביצועים של מפרט מוליכי זרם מודללים שונים
שיטת הבחירה הקלה ביותר היא להשתמש בכלי "מציאת מוליכי זרם לכוח" (Power Inductor Finder) וכלי "השוואת איבדי מוליכי זרם לכוח" (Power Inductor Loss Comparison) באתר הרשמי של Codaca. המערכת תציג את הביצועים של כל אחד בהתאם לתנאי הפעלה שהזנת (זרם, גל רipples, טמפרטורה, תדירות פעילות, וכו').
◾השוואה של זרם הסתuration (Isat)
בתוך ערך השראות של 4.7 μH כדוגמה, נעשית השוואה בין מוצרים באותו גודל אך מסדרות שונות.
בהשוואה ל-CSEG, CSEB-H ו-CSEB, סדרת CSEC מציעה יכולת זרם הסתURATION גבוהה יותר, מה שהופך אותה לבחירה האידיאלית ליישומים הדורשים סיבולת לזרם שיא גבוה.
איור 2. השוואה בין עקומות השראות לעומת זרם רוויה לمواصفות שונות של סליל מודל
◾ השוואה של Irms (זרם עלית חום)
בתוך הדוגמה ניקח ערך השראות של 4.7µH, ונשווה מוצרים באותו גודל מסדרות שונות.
טבלה 2. טבלת השוואת פרמטרים אופייניים לمواصفות שונות של סלילים מודלים
מהטבלה שלעיל, בנוסף ל-DCR הנמוך ביותר, לסדרה CSEG יש זרם עלית חום הגבוה בבערך 40% מזה של הסדרות CSEC, CSEB-H ו-CSEB, מה שמאפשר לה לפעול בטמפרטורה נמוכה יותר באותן תחנות עבודה.
איור 3. השוואה של עקומות זרם עלית חום לمقاומים מובנים מוזהבים עם مواصفות שונות
◾ השוואת איבudi אנרגיה
בתוך הדוגמה ניקח ערך השראות של 4.7µH, ובוצעה בדיקה של מאפייני האיבוד בכל אחת מהסדרות באמצעות בדיקת לולאה סטנדרטית.
תנאי בדיקה: זרם = 10.5A, גליות = 40%, טווח תדרים = 100-3000 kHz, B = 3mT.
איור 4. השוואת איבודי הספק של מודלים שונים של סלילים מופעמים
בהתבסס על ניתוח העקומות שלעיל, לסדרה CSEG יש את האיבוד הכולל הנמוך ביותר מתחת ל-700 קילוהרץ. לסדרה CSEC יש את האיבוד הנמוך ביותר מעל 700 קילוהרץ. לסדרות CSEB ו-CSEB-H יש איבודים מתונים.
3- סדרות מוצרים נוספות
ההשוואה שלעיל מתמקדת בתכונות העיקריות של סלילים מופעמים תעשייתיים עם אלקטרודות תחתונות. ליישומי אלקטרוני automotive, פיתחה Codaca מספר מודלים מתאימים של סלילים מופעמים בדרגת רכב, כגון הסדרות VSEB ו-VSEB-H.
איור 5. סלילים מופעמים בדרגת רכב של Codaca (מסומנים במעגל אדום)
סלילים תעשייתיים של Codaca עם אלקטרודה תחתונה מוצקים, המשתמשים בחומר ליבה מפודר סגסוגת נמוך איבודים ובעריכה משופרת, מאפיינים איבודים נמוכים, יעילות גבוהה וטווח רחב של תדרי יישום. העיצוב הקומפקטי חוסך מקום ומותאם להרכבה בצפיפות גבוהה. כל המוצרים עונים לתקן AEC-Q200. טווח טמפרטורת הפעולה יכול להימשך מ-55-°C עד +165°C (כולל חימום עצמי של הסליל), המתאים לסביבות יישום מורכבות של אלקטרוניkę רכב.
EN